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摘要：电力系统是我国的支柱产业之一，随着电力技术的不断发展，电力系统得到了长足的发展，进行深入的相关研究，智能化、数字化将是我国电力行业未来的发展方向，也是电力行业可持续发展的保障。文章分析了智能变电站继电保护系统的可靠性，旨在能够在智能变电站的发展上做出一定贡献，使智能变电站继电保护系统的可靠性得以提高。基于此，文章就智能变电站继电保护系统可靠性进行简要的阐述。
关键词：智能变电站；继电保护系统；可靠性
1.智能变电站继电保护系统构成
以IEC61850协议为基础的智能变电站采用“站控层+间隔层+过程层”这一结构模式，而传统变电站则使用“站控层+间隔层”的自动化结构体系。传统变电站与间隔层完成了过程层的工作，但伴随着智能化时代的来临，大部分间隔层负责的工作却被开始向过程层转移。结构的变更，使得以IEC61850协议为基础的智能变电站继电保护系统基本功能均汇集于过程层、间隔层以及两者中间过程层网络当中。智能变电站继电保护系统主要由如下设备构成:电子式互感设备、合并单元、交换机以及网络接口等设备及元件。
智能变电站继电保护系统主要利用电子式互感设备收集所需的数据，之后利用合并单元合并所收集的数据，同时添加同步时钟传输的对时信号，将所得内容进行加密，并按照指定的密文方式通过网络传送至保护段。于保护可控制一侧，智能终端属于以此设备，负责确认测控设备及保护设备是否发出跳闸与合闸的命令，并将所接收的命令交由系统进行判断。系统确认之后下达控制指令，对断路器进行控制，收集断路器有关动作信号并将其传送至保护装置当中。
2.可靠性分析
2.1对于元件系统的可靠性评估
可以采用故障信息的基础和前提，经过具有规范的定期检修和维护的方法，维护可修复元件，保持寿命期间的故障率和修复率能够经得住大量和长期的技术支持，智能变电站的新型智能电子由于缺乏统一的故障统计信息，因此广泛使用的是元件可靠性数据保护的故障率分析方法。
所有元件的修复率是按照故障和修复的分布，满足了指数分布的方法，采用马尔科夫的链条的模型，采用长期稳态作为评估保护系统的可靠性的指标加以计算，得到了是元件的失效概率和稳态工作概率。
2.2可靠性框图法
适合用在较少系统的元件的系统结构中，将系统中的元件状态以及系统的状态加以计算后，得到了不同状态的概率，包含了多个独立的分散元件的保护系统的构成，具有独立性。与传统的线路保护比较，智能路站线路保护的系统增加了合并单元、智能终端等新型的电子设备，可靠性实现了不同程度的下降，在各种组网的采样模式下，实现了直采直跳的线路保护模式，系统的元件连接的关系较为简单，对系统的可靠性的影响较小。传输的网络结构清晰明确，智能电子元件的经济性较为可取。如假设传统母线保护需要100根电缆进行保护，那么根据单套母线保护的可靠性框图的可靠性计算结果，依赖于外部网采模式以及数据同步的模式，直采直跳的模式是比较合理的。智能电子设备的数量、网络结构、母线保护设备的光口数量，针对多间隔的母线保护，在四性的前提下，进行的SV和GOOSE共网传输的模式下采用的方案较为合理。
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3.提高继电保护系统可靠性的措施和建议
3.1实现变压器保护装置的完善配置
基于电力系统下规定了相应的电压额度，要想实现供配电的正常运行，则需确保电压额度限制要求。而在实际践行的过程中，为了实现对电压的有效控制，通常是借助变压器系统的运用来实现的。因此，针对配电保护，则可借助分布式配置方法来实现差动继电保护，并借助集中式配置方法，实现对后备保护，而针对非电量继电，则可借助安装独立保护装置来实现有效保护，以此来提升供配电的可靠性。
3.2过程层中的继电保护
在过程层中，要实现迅速跳闸的功能，这是系统性的功能，要保护母线、变压器、线路等装置，通过保护降低了电网的运行风险，保证了调试系统的安全性，所以必须要掌握过程层的保护功能，尽量的减少系统保护设置。如果主保护系统中出现了不大的波动，如果电力系统运行出现了变化，主保护定值一般不会轻易变化，从而保证了电力系统的稳定运行。很多设备都是一次性使用设备，对开关进行设计时要与硬件进行分离，相对独立的完成保护功能，这样可以有效的保护母线和输电线路。对断路器进行连接时，有关的数据可以将电压进行串联。
3.3间隔层的继电保护
在智能变电站的继电保护系统中，要应用双重化配置，如果配置后备保护系统，会实现后备设备的保护功能以及失灵的保护功能，对于相连线路和对端的母线也可以进行保护，基于后备设备电流，要正确判断电网运行中出现的问题和故障，从而可以制定比较有效的防跳闸策略。对间隔层进行继电保护，也可以实现电压的等级集中配置，在继电保护技术中适当的进行调整，要根据电网运行的实际情况来进行调整。
3.4优化与完善相应的继电保护系统
在实际践行的过程中，需要基于当前电力系统的实际状况下，针对系统的冗余进行优化设计，以容错指标的设置来最大程度避免系统出现错动以及拒动的问题，且确保这一设计不会给系统的运行带来影响，以此来促使系统实现安全可靠且稳定运行。同时还可将备电切换以及多数表方法运用于这一系统优化设计中，以此来优化并统一系统指标，为提升系统运行的可靠性提供保障。需要注意的是，在进行冗余设计的过程中，需要实现资金的合理投入，以此确保实现经济效益的最大化。
3.5线路保护配置与二次巡检工作的落实
一方面，在线路保护配置上，则需要针对线路来实现保护装置的设置，以集中式与后备式两种方式来实现对线路的保护，通过对电压间隔单元的保护以及对通信的监视，及时发现问题并进行解决，以完善配电线路保护控制方案的提供来确保实现智能电网的安全可靠运行；另一方面，要实现二次巡检工作的完善落实，通过相应巡检小组的完善建设，在明确其职责的同时，确保其具备较高的专业能力与职业素养，能够以二次巡检工作的完善落实，实现对智能电网配电站继电保护系统的全面巡检，以实际发现问题并进行解决，以确保系统实现安全可靠运行。
综上，现在社会人们的生活水平不断提高，对电力资源的需求也越来越多，为了满足人们越来越高的电力资源需求，电力系统必须要提供可靠的电力资源。智能变电站继电保护系统的稳定运行同智能电网的运行息息相关。故而，电力企业应不断提高继电保护系统的可靠性，进而保证智能电网的稳定运行。
参考文献：
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[2]于静.智能变电站继电保护系统可靠性研究[J].电力安全技术，2016，04:38-41.
[3]喻启俊.解析智能变电站继电保护系统可靠性[J].通讯世界，2016，18:175-176.
论文作者:张院华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：系统论文; 变电站论文; 智能论文; 继电保护论文; 可靠性论文; 母线论文; 间隔论文; 《电力设备》2017年第19期论文;